[发明专利]一种异径竹缠绕管结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种异径竹缠绕管结构及其制备方法，该异径竹缠绕管结构轴向包括一体成型的、且依次相连的大口径端、锥形过渡面和小口径端，其径向由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层，其中，锥形过渡面的内衬层和结构层之间还设置有纤维增强层，该纤维增强层由高强度的纤维丝浸润树脂缠绕而成，其两端分别延伸至所述大口径端和小口径端。本发明制备的异径竹缠绕管结构强度高，加工方便，制备效率高，解决了现有竹缠绕管件拼接处易破裂、强度低、易漏水、加工效率低的问题。

技术领域

本发明属于竹缠绕管结构制备领域，更具体地，涉及一种异径竹缠绕管结构及其制备方法。

背景技术

竹缠绕复合管是一种以竹材为基体材料，以热固性树脂为胶粘剂，采用缠绕工艺制成的新型压力管道，与传统管道相比具有节能环保、质轻高强、保温性能好、抗震抗沉降能力强、成本低等突出优势。竹缠绕管件用于连接竹缠绕复合管，包括异径管、弯头、三通等。CN201521095884.X公开了一种用于竹缠绕复合管的管件，该管件由两个或两个以上管配件拼接而成，每个管配件均由竹篾和树脂缠绕而成，且两个管配件的拼接处采用浸有树脂的玻璃纤维织物缠绕固定，所述管件为弯头、三通接头或异径管。该技术方案中所述的异径管是分别制作直管和变径管后拼接而成，该加工方式效率低，尤其是在直管与变径管拼接处应力集中，导致脱模时拼接处因承受巨大推应力而破裂。此外，由于环向竹篾帘缠绕不能贴合斜面，变径管只能用轴向竹篾帘缠绕制成，所以变径管段环向力学强度低，在使用时容易出现漏水的情况。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种异径竹缠绕管结构及其制备方法，本发明制备的竹缠绕管强度高，加工方便，制备效率高，解决了现有竹缠绕管件拼接处易破裂、强度低、易漏水、加工效率低的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种异径竹缠绕管结构，该异径竹缠绕管结构的轴向包括一体成型的、且依次相连的大口径端、锥形过渡面和小口径端，其径向由内至外依次包括内衬层、结构层和外防护层，其中，所述锥形过渡面的内衬层和结构层之间还设置有纤维增强层，该纤维增强层由高强度的纤维浸润树脂缠绕而成，其两端分别延伸至所述大口径端和小口径端。

作为进一步优选的，所述纤维增强层的两端分别延伸至所述大口径端和小口径端的100mm以上距离处。

作为进一步优选的，所述高强度的纤维优选为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维。

作为进一步优选的，所述树脂优选为与所述内衬层中采用的树脂相同。

作为进一步优选的，所述高强度的纤维与树脂的重量比优选为30～40:100。

作为进一步优选的，所述纤维增强层位于锥形过渡面处的厚度由如下公式确定：

式中：t为纤维增强层缠绕厚度，mm；

Pw为异径管设计压力，Mpa；

D为大口径端管内径，mm；

σ为内压失效环向应力，Mpa；

K₁为安全系数。

作为进一步优选的，所述纤维增强层两端延伸至大口径端和小口径端的距离L按如下方式确定：当大口径端的公称直径DN满足150mm≤DN＜300mm，L取100mm；300mm≤DN＜600mm，L取200mm；600mm≤DN＜1200mm，L取250mm；1200mm≤DN＜1600mm，L取300mm；1600mm≤DN＜2200mm，L取350mm；2200mm≤DN＜2600mm，L取400mm；2600mm≤DN≤3000mm，L取450mm。

作为进一步优选的，所述纤维增强层位于大口径端和小口径端部分的厚度沿远离锥形过渡面的方向递减；所述异径竹缠绕管结构具体为异径管或管道承口。